10.3 Zucker: Eindampfen Flashcards
Warum wird Dünnsaft aufkonzentriert vor dem Kristallisieren?
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um den zuckergehalt zu erhöhen und an die Lösungsgrenze zu kommen, da sonst kristallisationsapperat unnötig viel Wasser verdampfen muss.
Wie kann man den dabei anfallenden Wasserdampfstrom und die dafür benötigte spez. Enthalpie sowie den täglichen Energiebedarf einer Zuckerfabrik rechnerisch abschätzen?
m_w= m_dünnsaft(1-c_dü/c_di)
die masse an Dampf welche verdampft werden muss um die gewünschte Endkonzentration c_di zu erhalten.
Δh= cpΔT +Δhv(T)
Q= m_w*Δhv
Warum werden Fallstromverdampfer zum Aufkonzentrieren des Dünnsafts eingesetzt? Gäbe es Alternativen?
Hohe wärmeübertragungsfläche,
Brüdenreinheit je nach Bauart verschieden.
Alternative: Umlaufverdampfer
Skizzieren Sie einen Fallstromverdampfer (prinzipieller Aufbau). Warum wird der Aufbau gerade so gewählt?
Warum ist der Aufbau so?
Aufbau: Sceenshot
Wie sorgt man für einen gleichmäßigen Dünnsaftfilm an der Wand des Verdampferrohrs?
Dampfpolster muss vermieden werden. Blasensieden oder über kritischem Minimum die Temperaturdifferenz einstellen. Blasensieden Maximum macht wirtschaftlich mehr sinn.
Wie kann man den Wärmestrom vom Heizmedium an den Dünnsaft berechnen? (Gleichung) Was sind die wichtigen Einflussparameter? In welcher Größenordnung liegen die Wärmeübergangskoeffizienten auf der Seite des Heizmediums und des Dünnsafts? Kann man sie beeinflus- sen? Begründen Sie Ihre Entscheidung.
qpunkt=k(t)ΔT
Qpunkt=Ak(t)*ΔT
Mittlerer Wärmeübergang liebt bei 10^3-10^4 W/(m^2*K)
Der Wärmeübergang auf der Seite des Produkts ist von der Zusammensetzung abhängig und sinkt bei fouling.
Warum sinkt der Wärmeübergangskoeffizient auf der Produktseite mit steigendem Eindamp- fungsgrad (s. Abbildung in den Vorlesungsunterlagen)?
Da der Wärmeübergangskoeffizient von der Zusammensetzung abhängig ist und je mehr eingedampft wurde umso höher ist der zuckergehalt, welcher den Wärmeübergang senkt.
Skizzieren Sie den Temperaturverlauf in einem Verdampferrohr. Was muss man bei der Auslegung beachten?
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Temperatur steigt bis zum Siedepunkt danach bleibt Temperatur konstant solange Wasser verdampft. Da die Energie in für die Verdampfung genutzt wird.
Warum kann es zu ‚Fouling‘ kommen? Was kann man als Betreiber tun, um Fouling zu minimieren?
? Produkt lagert sich an der Außenwand an da Wasser zu schnell verdampft und Kristallisation an der Außenwand stattfindet. -> dadurch gehemmter Wärmeübergang.
? Kann verhindert werden indem langsamer abgekühlt wird. bzw bessere Vermischung im rohr stattfindet?
Woran würden Sie als Betreiber bemerken, dass Fouling auftritt?
Fouling kann man erkennen, wenn das Produkt kälter ist, da Produktansatz den Wärmeübergang limitiert. Und der druck geringer ist als sonst -> es wird weniger Verdampft und Dampfübergang erhöht den druck.
Wie kann man den benötigten Heizdampfbedarf pro Stufe abschätzen?
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Warum sagt man immer, dass man beim Eindampfen deutlich weniger Energie benötigt als beim Trocknen? Wie kann man das technisch erreichen?
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Warum werden Verdampfer in Reihe geschaltet? Wie kann man das dadurch erreichbare Energieeinsparpotenzial abschätzen? Warum muss von Stufe zu Stufe der Druck erniedrigt werden?
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Kann man die Druckabsenkung pro Stufe minimieren? Wie kann man des Energieeinsparpotential erhöhen? Was erreicht man heute in typischen Prozessanlagen?
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Wie heißt das eingedampft Endprodukt? Wieviel Saccharose enthält es?
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Dicksaft
